JPH02215700A - バッテリ式産業車両における油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明はバッテリ式産業車両における電力回生用油圧
装置に関するものである。

［従来の技術］ 荷役用油圧装置のボンデを駆動する電動機を備えたバッ
テリ駆動式産業車両、例えばバッテリフォークリフトに
おいては、リフトシリンダからの戻り油によりモータと
して機能する油圧ポンプを使用し、電動機を発電機とし
て作用（回生）させてバッテリの充電を行うものがある
。

前記ような回生式油圧装置として、本願出願人は特願昭
６３−１７４４０５号において第７図に示すものを提案
している。即ち、リフ１−レバー４０及びティルトレバ
ー４１の操作方向を検出したリミットスイッチＬＳ１．
ＬＳ２及び両レバ４０．４１の操作量を検出したポテン
ショメータＰｉ、Ｐ２の信号に基いてコントローラＣが
誘導電動機４９を回転駆動して、油圧ポンプ４２が駆動
されて、オイルタンクから回生用逆止弁５１を介して作
動油が吸上げられる。そして、ティルトレバー４１の操
作に基きティルト用制御弁４７が切換制御されて、ティ
ルトシリンダ４８に作動油が供給されてこれが伸縮され
、フォークのティルト動作が行われる。

また、リフト１／バー４０の上昇操作に暴きａ位置に保
持されるリフト用制′４′Ｂ弁４４を介して油圧ポンプ
４２からリフト用管路４３を介してリフトシリンダ４５
に作動油が供給され、フォークが」−昇される。さらに
、４リフトレバー４０の下降操作に基き、リフト用制御
弁４４がＣ位置に切換えられるとフォークの負荷により
リフトシリンダ４５からの戻り油が前記制御弁４４を経
て帰還用管路４６に圧送される。

前記リフトレバー４０の下降操作をリミットスイッチＬ
ＳＩが検出したとき、コン［・ローラＣはリミットスイ
ッチＬＳＩの検出値に基いて回生制動モードを実行する
。そして、前記戻り油が帰還用管路４６から油圧ポンプ
４２内に流入すると、同油圧ポンプ４２は同戻り油の油
圧により油圧モータとして機能して、電動機４９が回生
駆動される。これにより、電動機４９が発電機として機
能して、バッテリ５０を充電させるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記リフトシリンダ４５から油圧ポンプ４２
に流れる戻り油の油圧値はフォークの負荷によって決定
される。そして、フォークの積載重量が小さく、軽負荷
にて下降されるときには、戻り油の油圧もレバー操作量
に基く回転速度指令値を下回り、油圧ポンプ４２を油圧
モータと（７て駆動するのに充分ではない、このため、
フォークが下降するにも拘わらず、電動機４９の回転数
が所定値を下回ると電動機４９は回生を行わなわず、カ
行運転を行い、バッテリ電力が消費されることとなる。

この発明は上記した問題点を解消するためになされたも
のであり、その目的は荷役部材が軽負荷にて下降して電
動機が回生動作不能でカ行運転を行うとき、同電動機の
回転を停止させることによりエネルギーの節約を可能と
し、さらにはレバー操作に基いて発生するハンチング等
の不良動作を回避して安定した荷役部材の下降を可能と
したバッテリ式産業車両における動力回生機能を備えた
油圧回路を提供することにある。

Ｅ問題点を解決するための手段］ この発明は上記した目的を達成するために、荷役部材の
昇降を制御するリフトシリンダと、前記リフトシリンダ
を作動させるために駆動されて、同シリンダに作動油を
供給すると共に、同シリンダが収縮されたとき、荷役部
材の高負荷に従って所定値を越える戻り油の圧力にて回
転駆動され、油圧モータとして機能する油圧ポンプと、
前記リフトシリンダと油圧ポンプとの間に介装されたリ
フト用ｍ１ｌｌ　？ｉｌ弁と、バッテリから供給される
電力にて駆動され、前記油圧ポンプを回転させるととも
に、油圧モータとして機能する油圧ポンプによりバッテ
リへの電力回生を行う電動機と、前記戻り油の帰還路内
において、戻り油の帰還方向を油圧ポンプ側とドレイン
側とに選択的に切換える帰還路切換手段と、同じく戻り
油の帰還路内において帰還路切換手段よりもリフトシリ
ンダ側に設けられ、戻り油の圧力が油圧ポンプを油圧モ
ータとして機能させ得るときにのみ帰還路切換手段を油
圧ポンプ側に連通させ、また戻り油の圧力が油圧ポンプ
を油圧モータとして機能させ得ないときには帰還路切換
手段をドレイン側に連通させるパイロット圧発生回路と
、前記パイロット流体の通過路内に設けられ、帰還路切
換手段が油圧ポンプ側連通位置からドレイン側連通位置
に切換えられるとき、逆流するパイロット流体圧力の急
激な解除を防止する圧力解除干渉手段とを設けたことを
その要旨とする。

［作用］ この発明は上記した解決手段を採用したことにより、戻
り油の油圧値が油圧ポンプを油圧モータとして機能させ
え得ないとき、圧力解除干渉手段がパイロット圧発生回
路より帰還路切換手段に付与されているパイロット圧を
急激に解除することを防止しながら、帰還路切換手段を
徐々に油圧ポンプ側連通位置からドレイン側連通位置に
切換える。そして、帰還路切換手段はドレイン側連通位
置において、戻り油が油圧ポンプ内に流入することを阻
止する。

［実施例］ 以下、この発明をバッテリ式フォークリフトに具体化し
た第１の実施例を第１〜６図に従って詳述する。

第１図において、油圧ポンプ１はオイルタンクＴ内に貯
留された作動油を供給用管路２の回生用逆止弁２ａを介
して吸上げたのち、フォーク駆動用油圧回路Ｈ内の主管
路３に吐出する。前記主管路３にはリフト用制御弁４が
配設され、このリフト用制御弁４はフォークの昇降を指
示するリフトレバー５の上昇、中立及び下降操作位置に
対応して、ａ、ｂ、ｃの３つの位置に切換可能になって
いる。

前記リフト用制御弁４は位置切換えによりリフトシリン
ダ７のボトム室７ａ内の作動油の量を制御して同シリン
ダ７を伸縮させるものであり、リフトレバー５の上昇操
作位置に基くａ位置（第２図）において、主管路３とリ
フト用管路６とを連通させ、油圧ポンプ１からリフトシ
リダ７のボ［・ム室７ａに作動油を供給させることによ
り同すフトシンダ７を伸長させる。

さらに、リフト用制御弁４はリフトレバー５の中立位置
に基くｂ位置（第４図）では、リフ［・用管路６を主管
路３及び帰還用管路８から遮断し、リフトシリンダ７内
の作動油の流量の変動を防止して、これを収縮させるこ
となく保持するとともに、主管路３を下流側に開放する
。

また、前記リフト用制御弁４はリフトレバー５の下降操
作位置に基くＣ位置（第３図（ａ）（ｂ）。

第６図）において、リフト用管路６と帰還用管路８とを
連通させる。前記帰還用管路８には帰還路切換切換手段
としてのパイロット制御式切換弁８ａが設けられ、この
切換弁８ａには前記リフト用管路６の接続点Ｊからパイ
ロット圧発生回路としてのパイロット管路６ａが接続さ
れている。そして、前記リフト用管路６の内部圧力に基
き、前記パイロット管路６ａより圧力解除干渉手段とし
ての一方向流量制御弁６ｂのチエ’７り弁Ｐを経て伝達
されるパイロット流体圧力の有無に従って切換弁８ａが
ａ、ｂいずれかの位置に選択的に切換えられる。

即ち、下降されるフォークの負荷に従うリフト用管路６
内の戻り油圧が設定値以上のとき（第３図（ａ）、第６
図）には、パイロット圧により切換弁８ａがａ位置に保
持されて閉鎖され、リフトシリンダ７から帰還用管路８
内に流入する戻り油を供給用管路２の回生用逆止弁２ａ
及び油圧ポンプ１間に戻り油を帰還させ、供給用管路２
内において回生用逆止弁２ａにてタンクＴへの流通が遮
断された戻り油は油圧ポンプｌ内に流入してこれを駆動
する。また、リフト用管路６内の戻り油圧が設定値を下
回るときには、パイロット管路６ａ内にパイロット流体
が流れることはなく、切換弁８ａにかかるパイコツｌ−
流体は一方向流量制御弁６ｂのオリフィスＯにて流量制
御されながら逆流して、切換弁８ａから徐々にパイロッ
ト圧を解除する。そして、切換弁８ａは緩慢に６位置く
第３図（ｂ））に切換えられ、リフトシリンダ７がらの
戻り油を徐々に供給用管路２の回生用逆止弁２ａ上流側
へ帰還させ、タンクＴ内に戻り油が帰還されるようにな
っている。

前記主管路３にはリフト用制御弁４の下流側においてテ
ィルト用制御弁９が配設され、フォークの前後傾動作を
指示するティルトレバ・−１０の前傾、中立及び後傾操
作位置に対応してティ用１−用制御弁９がａ、ｂ、ｃの
３位置に切換駆動されるようになっている。

前記ティルト用制御弁９はその位置切換によりティルト
シリンダ１４の前室１４ａ及び後室１４ｂの油量を制御
して同シリンダ１４を収縮させるものであり、ティル［
・レバーｌＯの後傾位置に基く３位置（第２，５図）に
おいて後傾用管路１２をティルト用管路１１に、前傾用
管路１３をドレイン用管路１５にそれぞれ連通させ、油
圧ポンプ１からティルトシリンダ１４の前室１４ａに作
動油を供給させるとともに、後室１４ｂ内の作動油をオ
イルタンクＴに流出させ、前記ティルトシリンダ１４を
収縮させることによりフォークの後傾を行う。

また、前記ティルト用制御弁９はティルトレバー１０の
前傾操作に基く５位置（第４図）において後傾用管路１
２をドレイン用管路１５に、前傾用管路１３をティルト
用管路１１にそれぞれ連通させ、油圧ポンプｌからティ
ルトシリンダ１４の後室１４ｔ）に作動油を供給させる
とともに、前室１４ａ内の作動油をオイルタンクＴに排
出させ、ティルトシリンダ１４を伸長させてフォークを
前傾させる。

さらに、前記ティルトレバ・−１０の中立位置に基きテ
ィルト用制御弁９は５位置（第３図（ａ）（ｂ））に保
持されて、前傾用及び後傾用管路１３．１２をティルト
用管路１１及びドレンイン用管路１５のいずれからも遮
断させ、ティルトシリンダ１４内の油量を変動させるこ
となく、フォークをその時の傾斜状態に保持するととも
に、主管路３をオイルタンクＴに連通させる。

また、前記リフトレバー５が１−昇位置に操作され、か
つティルトレバー１０が前後傾いずれかの位ｉｌ！（例
えば後傾）に操作されると、第２図に示すように３位置
にあるリフト用制御弁４を介してノットシリンダ７とポ
ンプ１とが連通され、またティルトタンク１４はａ、Ｃ
いずれかの位置（図面では３位置）にあるティルト用制
御弁９を介してポンプｌ及びタンクＴに連通されて伸縮
される。

従って、フォークは上昇しながらティルト動作を行う。

また、前記リフトレバー５が下降操作され、かつティル
トレバー１０が前後傾いずれかの位置（例えば前傾）に
操作されたときには、第６図に示すようにＣ位置にある
リフト用制御弁４を介してリフトシリンダ７とポンプ１
とが連通され、フォークの負荷によりリフトシリンダ７
から流入する戻り油がポンプ１内に流入する。そして、
前記ティルトシリンダ１４はａ、ｃいずれかの位置（図
面ではＣ位置）にあるティルト用制御弁９を介してポン
プ１及びタンクＴに連通されることによりリフトシリン
ダ７からのポンプ１を経て流入する戻り油によってティ
ルトシリンダ１４が伸縮される。

従って、フＡ・−りは上昇時と同様に下降しながらもテ
ィルト動作を行い、フォークのリフト及びティルトの同
時操作を行・うことができるようになっている。

さて、上記した油圧回路を駆動する電気的構成について
説明する。

前記リフトレバー５の上昇、中立及び下降の操作位置は
リミットスイッチよりなるリフト操作位１センサ１６に
て検出されるとともに、同リフトレバー５の上昇位置及
び下降位置における操作量はポテンショメータよりなる
リフト操作量センサ１７にて検出され、その検出信号は
制御手段としてのコントローラ２０に入力される。また
、前記ティルトレバー１０の前傾、中立及び後傾位置は
リミットスイッチよりなるティルト操作位置センサ１８
にて検出されるとともに、同レバー１０の前傾位置及び
後傾位置における操作量はポテンショメータよりなるテ
ィルト操作量センサ１９にて検出され、各検出信号をコ
ントローラ２０に出力する。

前記コントローラ２０はバッテリ２４の駆動電源を制御
して誘導電動機２１に供給し、この電動機２１は油圧ポ
ンプｌに連結されている。そし７て、電動機２１の回転
数はロータリーエンコーダよりなる回転数検出センナ２
３にて検出され、この検出信号がコントローラ２０に出
力される。

前記コントローラ２０はリフト・操作量センサ１７及び
ティルト操作量センサ１９の各検出値に対する電動機２
１の回転速度を演算する。即ち、リフトレバー５のみが
操作されたときには、リフトレバー５の操作量に対する
回転速度指令値が、ティルトレバー１０のみが操作され
たときにはティルトレバー１０の操作量に対する回転速
度指令値が予め定められたプログラムデータに基いて演
算される。

また、同時にリフトレバー５及びティルトレバー１０が
操作されたどきにはコントローラ２０は各操作量に対す
る回転数指令値を演算し、これら２つの指令値の中で大
きい方の回転速度指令値を電動機２１の回転数として設
定するようになっている。そして、コントローラ２０は
演算された回転速度指令値に基いていバッテリ２４から
電動機２１に供給される電力を制御して、前記回転速度
指令値に従う回転速度で電動機２１を駆動して油圧ポン
プ１の吐出量を調整する。即ち、リフトレバー５及びテ
ィルトレバー１０の各操作量に応してフォークの昇降速
度及びマストの傾動速度を制御する。

さて、前記のように構成した油圧装置の作用について以
下に説明する。

今、フォークが重負荷でリフトレバー５が下降操作され
たとき、リフトシリンダ７からのリフト用管路６内に流
入する戻り油圧は大きなものとなり、接続点Ｐより一方
向流量制御弁６ｂのチエ・ツク弁Ｐを介してバイ日ノ１
−管路６ａから流され、パイロット圧が切換弁８ａに伝
達される。すると、切換弁８ａは第３図（ａ）に示すよ
うにａ位置に保持される。そして、リフトレバー５の操
作量に従う回転速度指令値でコントローラ２０が電動機
２１を回転させる。さらに、戻り油がポンプ１に強制的
に圧送されてこれの回転速度を増加させ、これに追従し
て回転する電動機２１が発電機として機能し、コントロ
ーラ２０を介してバッテリ２４が充電される。

ところが、フォークが空の状態、若しくは軽負荷の状態
でリフトレバー５の操作方向が上昇から下降へ急激に変
更されると、この直後にリフトシリンダ７のボトム室７
ａ内における油圧が一時的に上昇し、同リフトシリンダ
７からリフト用管路Ｇ内−瞬時のみ高圧の戻り油が流入
する。このため、パイロット管路６ａを介して切換弁８
ａにパイロット圧をかけ、これをａ位置に保持する。こ
のあと、戻り油圧はフォークの低い負倚に従って下降さ
れ、パイロット管路６ａ内に以後パイロット流体が流さ
れることはない。

そして、前記切換弁８ａにパイロット圧を付与していた
パイロット流体は流量制御弁６ｂのチエツク弁Ｐが封鎖
されているところから、戻り油はオリフィス０にて流量
制御されながら緩慢な速度でリフト用管路６゛へ逆流を
開始する。このため、パイロット圧が切換弁８ａから急
激に解除されることなく、切換弁８ａはａ位置から第３
図（ｂ）に示すｂ位置に徐々に切換えられる。これによ
り、戻り油が一挙に切換弁８ａを通過して、切換弁８ａ
にハンチング等の不良動作を発生させることがない。

そして、制御弁８ａがｂ位置に切換えられて、帰還用管
路８は供給用管路２を介してタンクＴに連通されると、
戻り油はタンクＴ内に回収され、ポンプ１に戻り油が流
入してポンプ１を回転させることはない。これにより、
低圧の戻り油にてポンプ１が回転されることなく、電動
機２１の無意味なカ行運転が回避される。従って、バッ
テリ２４の電力が消費されることが回避され、エネルギ
ーの節約が有効に行われるや さらに、第６図に示す状態においてリフトレバー５が下
降操作され、ティルトレバー１０が前後傾いずれかの位
置（例えば前傾）に操作された場合、コントローラ２０
は電動機２１を両レバー５゜１０の操作量に基く各回転
速度指令値のうち大きい回転速度指令値で回転させ、即
ちフォークが重負荷のときには、パイロット圧にてａ位
置に切換弁８ａが保持され、戻り油圧により油圧ポンプ
１を油圧モータとして、電動機２１を発電機として機能
させてバッテリ２４を充電する。

一方、フォークが軽負荷のときには、リフト用管路６内
の戻り油圧の低下に伴い、切換弁８ａにパイロット圧力
が付与することが停止され、同切換弁８ａがｂ位置に切
換えられるが、コン【・ローラ２０は電動機２１をティ
ルトレバー操作量Ｃ基く回転速度指令値に従って駆動す
る。、−のため、ポンプ１が通常の運転を行い、フォー
クの安定したティルト動作が保証される。

このように、本実施例ではフォークの軽負荷時にその操
作方向が上昇から下降に急激に切換られたとき、その直
後に一時的に高まる戻り油圧にて発生されるパイロット
流体の圧力にて切換弁８ａがａ位置において閉鎖され、
このあとフォークの負荷に従って戻り油が低圧になり、
切換弁８ａに以後パイロット圧が付与されることはない
、そして、切換弁８ａから逆流するパイロット流体は一
方向流量制御弁６ｂのオリフィス０を通過して、徐々に
リフト用管路６に逆流するため、切換弁８ａからパイロ
ット圧が徐々に解除される。従って切換弁８ａが急激に
ｂ位置に切換られて切換弁８ａに一挙に戻り油が通過す
ることはなく、同切換弁８ａのハンチングが回避される
。

なお、この発明は上記した実施例に限定されるものでは
なく、例えば誘導電動機２１に代えて直流電動機を採用
したり、一方向流量制御弁６ｂに代えて単にニップル弁
を採用する等、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて
任意の変更は熱論ｉｉ■能である。

〔効果〕

以上詳述したように、この発明よれば、荷役部材が軽負
荷にて下降して電動機が回生動作不能でカ行運転を行う
とき、同電動機の回転を停止させることによりエネルギ
ーの節約を可能とし、さらにはハンチング等の不良動作
を回避して安定した荷役部材の下降が可能になるという
優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例におけるフォークリフ
Ｉ・の油圧的及び電気的構成を示す回路図、ｆｆ１２図
は７オ一ク上昇時における油圧的及び電気的構成を示す
回路図、第３図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれフォークの
重負荷及び低負荷下降時における油圧的及び電気的構成
を示す回路図、第４図は１オークの前傾時における油圧
的及び電気的構成を示す回路図、第５図はフォークの後
傾時における油圧的及び電気的構成を示す回路図、第６
図はフォーク下降時にして前傾時における回路図、第７
図は従来例を示す回路図である。 油圧ポンプ１１リフト用制御弁４、リフトシリンダ７、
パイロット圧発生回路としてのパイロット管路６ａ、圧
力解除干渉手段としての一方向流量制御弁６ｂ、帰還路
切換手段として切換弁８ａ、誘導電動機２１、バッテリ
２４゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷役部材の昇降を制御するリフトシリンダと、 前記リフトシリンダを作動させるために駆動されて、同
   シリンダに作動油を供給すると共に、同シリンダが収縮
   されたとき、前記荷役部材の高負荷に従って所定値を越
   える戻り油の圧力にて回転駆動され、油圧モータとして
   機能する油圧ポンプと、 前記リフトシリンダと油圧ポンプとの間に介装されたリ
   フト用制御弁と、 バッテリから供給される電力にて駆動され、前記油圧ポ
   ンプを回転させるとともに、油圧モータとして機能する
   油圧ポンプによりバッテリへの電力回生を行う電動機と
   、 前記戻り油の帰還路内において、戻り油の帰還方向を油
   圧ポンプ側とドレイン側とに選択的に切換える帰還路切
   換手段と、 同じく戻り油の帰還路内において帰還路切換手段よりも
   リフトシリンダ側に設けられ、戻り油の圧力が油圧ポン
   プを油圧モータとして機能させ得るときにのみ帰還路切
   換手段を油圧ポンプ側に連通させ、また戻り油の圧力が
   油圧ポンプを油圧モータとして機能させ得ないときには
   帰還路切換手段をドレイン側に連通させるパイロット圧
   発生回路と、 前記パイロット流体の通過路内に設けられ、帰還路切換
   手段が油圧ポンプ側連通位置からドレイン側連通位置に
   切換えられるとき、逆流するパイロット流体圧力の急激
   な解除を防止する圧力解除干渉手段と を設けてなるバッテリ式産業車両における油圧装置。